JP2013246357A - 画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズの開口角が大きい場合であっても充分なハレーション抑制効果を得ることができる画像撮影装置を提供する。
【解決手段】画像撮影装置１は、照明部１１Ａ，１１Ｂ、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂ、第１遮光部１３Ａ，１３Ｂ、第２遮光部１４Ａ，１４Ｂ、対物レンズ１５、スリット１６、分光器１７および撮像部１８を備える。透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂそれぞれは、対物レンズ１５およびスリット１６の開口部１６ａにより規定される視野領域内に侵入することなく、視野領域内にある対象物３の被観察点４を頂点とし対物レンズ１５の入射瞳を底面とする円錐領域内かつ視野領域外に少なくとも一部分が存在するように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像撮影装置に関するものである。

照明部および拡散板を備える画像撮影装置の発明が特許文献１に開示されている。この画像撮影装置では、照明部から出力された光が拡散板により拡散された後に対象物に照射され、該対象物に照射された光のうち該対象物において拡散反射された光が対物レンズを経て撮像部により受光されて、対象物の画像が取得される。拡散板により拡散された光が対象物に照射されるので、対象物に照射される光の指向性が低くなる。このように様々な方向から光が対象物に照射されることになるので、ハレーションの発生が抑制され得る。

特開２００２−７２０９７号公報

対物レンズの開口角（対象物の被観察点から対物レンズの入射瞳の直径が張る角度）が大きい場合には、拡散板の配置の自由度が制限されるので、拡散板から対象物に照射される光の指向性の低下が不充分となって、ハレーション抑制効果が充分には得られない。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、対物レンズの開口角が大きい場合であっても充分なハレーション抑制効果を得ることができる画像撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の画像撮影装置は、光を出力する照明部と、照明部から出力された光を拡散させて対象物に照射する透過型拡散板と、対象物に照射された光のうち対象物において拡散反射されて到達した光を入力する対物レンズと、対物レンズとともに第１方向のライン状の視野領域を規定するスリットと、スリットを通過した光を第１方向に垂直な第２方向に分光する分光器と、分光器により分光された光を受光して２次元画像を取得する撮像部と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明では、透過型拡散板は、視野領域内に侵入することなく、視野領域内にある対象物の被観察点を頂点とし対物レンズを底面とする円錐領域内かつ視野領域外に少なくとも一部分が存在するように配置されていることを特徴とする。

本発明の画像撮影装置は、円錐領域内かつ視野領域外であって透過型拡散板と対物レンズとの間に設けられ、対物レンズに向かう光を遮断する第１遮光部を更に備えるのが好適であり、また、照明部から出力される光のうち被観察点へ直進する光を遮断する第２遮光部を更に備えるのも好適である。

本発明によれば、対物レンズの開口角が大きい場合であっても、充分なハレーション抑制効果を得ることができる。

本実施形態の画像撮影装置１の構成を示す図である。 実施例において取得された２次元画像を示す図である。 図２中の破線上の強度分布を示す図である。 比較例において取得された２次元画像を示す図である。 図４中の破線上の強度分布を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態の画像撮影装置１の構成を示す図である。同図には説明の便宜のためＸＹＺ直交座標系が示されている。画像撮影装置１は、照明部１１Ａ，１１Ｂ、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂ、第１遮光部１３Ａ，１３Ｂ、第２遮光部１４Ａ，１４Ｂ、対物レンズ１５、スリット１６、分光器１７および撮像部１８を備える。

照明部１１Ａ、透過型拡散板１２Ａ、第１遮光部１３Ａおよび第２遮光部１４Ａは、対物レンズ１５の光軸に対して−Ｙ方向側に配置されている。照明部１１Ｂ、透過型拡散板１２Ｂ、第１遮光部１３Ｂおよび第２遮光部１４Ｂは、対物レンズ１５の光軸に対して＋Ｙ方向側に配置されている。

照明部１１Ａは、透過型拡散板１２Ａに向けて光を出力する。照明部１１Ｂは、透過型拡散板１２Ｂに向けて光を出力する。照明部１１Ａ，１１Ｂそれぞれは、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、発光ダイオードまたはレーザダイオード等を含む。

透過型拡散板１２Ａは、照明部１１Ａから出力された光を拡散させて、試料台２上に置かれた対象物３に光を照射する。透過型拡散板１２Ｂは、照明部１１Ｂから出力された光を拡散させて、対象物３に光を照射する。透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂそれぞれは、指向性が低い光を対象物３に照射することができる。

対物レンズ１５は、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂから対象物３に照射された光のうち対象物３において拡散反射されて到達した光を入力する。スリット１６は、Ｙ方向幅よりＸ方向幅が大きい開口部１６ａを有し、対物レンズ１５とともにＸ方向のライン状の視野領域を規定する。分光器１７は、スリット１６の開口部１６ａを通過した光をＹ方向に分光する。撮像部１８は、分光器１７により分光された光を受光して２次元画像を取得する。ここで取得される２次元画像のＸ方向は対象物３のＸ方向位置を表し、該２次元画像のＹ方向は波長を表す。

透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂそれぞれは、対物レンズ１５およびスリット１６の開口部１６ａにより規定される視野領域内に侵入することなく、視野領域内にある対象物３の被観察点４を頂点とし対物レンズ１５の入射瞳を底面とする円錐領域内かつ視野領域外に少なくとも一部分が存在するように配置されている。

このように透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂが配置されることにより、対物レンズ１５の開口角が大きい場合であっても、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂの配置の自由度が向上する。したがって、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂから対象物３に照射される光の指向性を充分に低くすることができて、充分なハレーション抑制効果を得ることができる。

また、本実施形態の画像撮影装置１では、透過型拡散板１２Ａと対物レンズ１５との間に遮光部１３Ａが設けられ、透過型拡散板１２Ｂと対物レンズ１５との間に遮光部１３Ｂが設けられている。遮光部１３Ａ．１３Ｂは、被観察点４を頂点とし対物レンズ１５の入射瞳を底面とする円錐領域内、かつ、対物レンズ１５およびスリット１６の開口部１６ａにより規定される視野領域外に配置されている。遮光部１３Ａ．１３Ｂは、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂや対象物３から対物レンズ１５に向かう迷光を遮断することができる。これにより、測定精度を向上させることができる。

さらに、本実施形態の画像撮影装置１では、照射部１１Ａと透過型拡散板１２Ａとの間に遮光部１４Ａが設けられ、照射部１１Ｂと透過型拡散板１２Ｂとの間に遮光部１４Ｂが設けられている。遮光部１４Ａは、照明部１１Ａから出力される光のうち被観察点４へ直進する光を遮断する。遮光部１４Ｂは、照明部１１Ｂから出力される光のうち被観察点４へ直進する光を遮断する。これにより、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂから散乱されて対象物３に照射される光の指向性を更に低くすることができる。また、照明部１１Ａ，１１Ｂから出力される光の波長が可視域から近赤外域の範囲である場合は、対象物３への熱ダメージを軽減することができる。

次に、本実施形態の画像撮影装置１を用いた実施例と比較例とを対比する。実施例および比較例の双方において、表面に凹凸を有する生体サンプルを対象物３として用いた。比較例では、透過型拡散板１２Ａ，１２Ｂは、被観察点４を頂点とし対物レンズ１５の入射瞳を底面とする円錐領域の外に配置された。また、比較例では、遮光板１３Ａ，１３Ｂは設けられなかった。

図２は、実施例において取得された２次元画像を示す図である。図３は、図２中の破線上の強度分布を示す図である。図４は、比較例において取得された２次元画像を示す図である。図５は、図４中の破線上の強度分布を示す図である。これらの図を対比して判るように、本実施形態の画像撮影装置１を用いた実施例では、ハレーションが著しく抑制されており、スペクトル画像データの精度が向上している。

１…画像撮影装置、２…試料台、３…対象物、４…被観察点、１１Ａ，１１Ｂ…照明部、１２Ａ，１２Ｂ…透過型拡散板、１３Ａ，１３Ｂ…第１遮光部、１４Ａ，１４Ｂ…第２遮光部、１５…対物レンズ、１６…スリット、１７…分光器、１８…撮像部。

Claims (3)

1. 光を出力する照明部と、
   前記照明部から出力された光を拡散させて対象物に照射する透過型拡散板と、
   前記対象物に照射された光のうち前記対象物において拡散反射されて到達した光を入力する対物レンズと、
   前記対物レンズとともに第１方向のライン状の視野領域を規定するスリットと、
   前記スリットを通過した光を前記第１方向に垂直な第２方向に分光する分光器と、
   前記分光器により分光された光を受光して２次元画像を取得する撮像部と、
   を備え、
   前記透過型拡散板が、前記視野領域内に侵入することなく、前記視野領域内にある前記対象物の被観察点を頂点とし前記対物レンズを底面とする円錐領域内かつ前記視野領域外に少なくとも一部分が存在するように配置されている、
   ことを特徴とする画像撮影装置。
2. 前記円錐領域内かつ前記視野領域外であって前記透過型拡散板と前記対物レンズとの間に設けられ、前記対物レンズに向かう光を遮断する第１遮光部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
3. 前記照明部から出力される光のうち前記被観察点へ直進する光を遮断する第２遮光部を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像撮影装置。